Водяные циркуляционные насосы для отопления – разновидности и особенности установки

Повысить эффективность автономных систем обогрева загородных домов и дач позволяет насос водяной для отопления. В автономных системах отопления, оснащенных такими насосами, теплоноситель движется с определенной скоростью. Что не менее важно, такое движение происходит в непрерывном режиме. Кроме того, с помощью насосов водяных для отопления внутри труб и радиаторов создается ровное давление. Циркуляционные насосы одинаково успешно используются как для водяного отопления, так и для установки на трубопроводах, обеспечивающих горячее водоснабжение дома (ГВС).

Циркуляционный насос в системе отопления

Назначение и преимущества

Отопление, как известно, возможно и без водяного насоса – за счет естественной циркуляции жидкости, переносящей тепловую энергию. Между тем многие собственники загородных домов и дач оснащают свои жилые строения системами отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя, для обеспечения которой и используется циркуляционный насос. Для того чтобы понять причины такого выбора, следует разобраться в достоинствах и недостатках отопления с естественной и принудительной вентиляцией.

Системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Если говорить о достоинствах отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, то их не так много, и наиболее значимыми из них являются:

• полная энергонезависимость;
• отсутствие сложностей в обвязке самого котла.

Схема системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Между тем недостатков достаточно много.

• Для монтажа используются трубы разного диаметра, даже достаточно большого, что приводит не только к удорожанию проекта, но и к трудностям при его реализации.
• Теплоноситель перемещается с достаточно низкой скоростью, отсюда значительные энергетические потери, неравномерное распределение тепла и, соответственно, снижение общего КПД.
• Невозможно передать тепловую энергию на значительные расстояния (высоты).
• В системе отопления с естественной циркуляцией практически невозможно выполнить точные регулировки и оптимизировать распределение тепла по помещениям дома.

Системы отопления c циркуляционным насосом

Из недостатков систем отопления, в состав которых включен насос для циркуляции воды, можно выделить только один значимый, который состоит в том, что при отсутствии электричества они перестают функционировать. Между тем решается данная проблема очень легко. Для этого надо:

• сразу спроектировать систему отопления так, чтобы она могла функционировать в двух режимах: с принудительной и естественной циркуляцией теплоносителя (достаточно предусмотреть установку насосного узла на обратной трубе – перед входом в котел);
• установить в своем доме бесперебойное питание, которое будет сохранять работоспособность системы отопления даже в тех случаях, когда в центральной сети электропитания отсутствует электрический ток.

Схема отопления с циркуляционным насосом

Преимущества использования водяного циркуляционного насоса при организации отопления заключаются в следующем.

• Системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя менее материалоемкие, для их обустройства трубопрокат большого диаметра может и не потребоваться, что не только удешевляет их, но и облегчает монтаж.
• Если термоизоляция трубопровода с принудительной циркуляцией выполнена качественно, то с его помощью можно передавать тепловую энергию на значительные расстояния и высоты, что позволяет обогревать все этажи большого коттеджа, а также всех построек, расположенных на приусадебном участке.
• Используя водяной насос для отопления, можно значительно увеличить КПД системы и тем самым снизить затраты на энергоресурсы (электроэнергию или топливо для работы котла).
• При помощи водяных циркуляционных насосов можно выполнить зонирование системы отопления и реализовать в ней различные способы осуществления теплообмена, такие как радиаторы, теплые полы, конвекторы.
• Используя водяной насос для отопления, вы можете подвергать регулировке как отдельные, так и все участки системы отопления дома. Это обеспечивает возможность создания особого температурного режима для каждого помещения.
• Системы, на которых установлены водяные насосы для отопления, значительно проще в запуске, а также в техническом обслуживании и ремонте.

Циркуляционный насос повышает эффективность системы отопления и снижает потребление топлива

Виды и правила выбора

Все циркуляционные насосы вне зависимости от типа работают по следующему принципу.

• Во внутренней камере такого устройства вращается лопастное колесо, которое также называется крыльчаткой.
• Когда между двумя ближайшими лопастями крыльчатки, которые формируют стенки временной рабочей камеры, отсутствует жидкость, создается область разрежения воздуха, что и способствует поступлению в камеру теплоносителя при ее нахождении напротив всасывающей магистрали.
• При дальнейшем вращении крыльчатки и временной рабочей камеры находящаяся в последней жидкость-теплоноситель под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам внутренней камеры самого водяного насоса. Таким образом, во временной камере создается повышенное давление, которое и приводит к выталкиванию жидкости через нагнетательный патрубок.

По своему конструктивному исполнению циркуляционные насосы делятся на две больших категории:

• устройства с «мокрым» ротором;
• насосы с «сухим» ротором.

Устройство циркуляционного насоса с мокрым ротором

Устройства первого типа, детали ротора которых находятся в постоянном контакте с перекачиваемой средой, отличаются компактными размерами и практически бесшумной работой. Между тем насосы с «мокрым» ротором, которые просто врезаются в трубопровод, характеризуются не слишком высоким КПД.

Циркуляционные насосы с «сухим» ротором более массивные и достаточно сильно шумят в процессе работы, но отличаются высоким КПД. Устанавливаются насосы данного типа, ротор которых изолирован от контакта с перекачиваемой средой, при помощи консольного крепления к стене.

Конструкция насоса с мокрым ротором

Чтобы обеспечить высокую эффективность работы водяного насоса, необходимо при его выборе исходить из характеристик как самого оборудования, так и отопительных систем, на которых его планируется использовать. Параметрами, требующими особого внимания, являются производительность насоса и величина создаваемого им напора.

• Производительность характеризует количество жидкости, которое устройство способно перекачать в единицу времени. Измеряется данный параметр в м 3 /час. Останавливать свой выбор желательно на водяных циркуляционных насосах, которые в состоянии за час перекачать весь объем воды в системе три раза.
• Единицы измерения напора, создаваемого водяным насосом, – метры или дециметры водяного столба.

Таблица 1. Усредненные параметры выбора насоса. Можно использовать в качестве ориентира при выборе нужной модели

Для отопительных систем большой протяженности следует приобретать и более мощные водяные насосы, которые обеспечат быстрое наполнение труб и эффективную циркуляцию теплоносителя.

Выбирая циркуляционный насос по мощности, необходимо предварительно рассчитать суммарное сопротивление всех гидравлических узлов и ориентироваться на полученное значение. Поперечное сечение входного и выходного патрубков водяного насоса для отопления также имеет значение: его размер должен быть на одно деление меньше, чем диаметр труб, из которых состоит отопительная система.

Как правильно выполнить установку циркуляционного насоса

От того, насколько правильно выполнена установка циркуляционного водяного насоса, в значительной степени зависит эффективность работы не только самого устройства, но и системы отопления в целом.

Схема обвязки циркуляционного насоса отопления

При монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций.

• Перед установкой водяного насоса в систему отопления проследите, чтобы в ней не было воды.
• Ось ротора водяного насоса при установке должна располагаться в горизонтальной плоскости.
• Перед водяным насосом обязательно устанавливают фильтр, который защитит устройство от попадания примесей, содержащихся в теплоносителе.
• Установку водяного насоса для системы «теплый пол» проводят на подающей трубе, в которой практически не образуются воздушные пробки.
• Все места выполняемых соединений должны быть тщательно загерметизированы, для чего используется ФУМ-лента.
• Запуск водяного насоса можно выполнять только тогда, когда его установка полностью завершена, а из труб отопления удален весь воздух (для этого откручивают специальную пробку с винтом).

Как выбрать циркуляционный насос для отопления?

Использование отопительных систем с естественной циркуляцией теплоносителя, кроме того, что малоэффективно, оно нуждается в выполнении обязательных требований и ограничений. Поэтому владельцам частных домов или загородных коттеджей придется узнать, как выбрать циркуляционный насос для отопления, для того чтобы обеспечить равномерную доставку теплоносителя по всем трубам и радиаторам системы.

В зависимости от типа самой системы: одно- или двухконтурной, могут одновременно эксплуатироваться несколько циркулярных насосов (помп), например, один для горячего водоснабжения и один или несколько для отопления, количество которых определяется, прежде всего, площадью дома, а также необходимостью автономной организации теплоснабжения отдельных помещений в доме или общественном здании.

Почему нужен насос для отопления в частном доме?

Традиционная система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя – малоэффективна, потому как жидкости приходится постоянно преодолевать сопротивление, что замедляет ее оборачиваемость. Поэтому в котел теплоноситель возвращается уже охлажденным, что требует дополнительных затрат энергоносителей для ее подогрева до нужной температуры.

Реконструкция с использованием труб меньшего диаметра способна лишь частично решить проблему, к тому же расходы в этом случае несравнимо выше, чем стоимость циркулярного насоса, который применяется для принудительного нагнетания в трубопровод системы теплоносителя, обеспечивая ему одинаковую скорость движения на всех участках.

Автономные системы отопления частных домов, как правило, изначально проектируются с учетом эксплуатации насоса, но если модернизировать старую, то ее эффективность возрастет на 25-35% , при этом существенно сократится потребление энергоносителей.

Достигается это за счет ускоренной оборачиваемости теплоносителя в системе, который совершив полный цикл, возвращается в котел, не растратив всю свою тепловую энергию. Поэтому и усилий для его подогрева требуется меньше, а значит – происходит экономия энергоносителя.

Организация системы с принудительной циркуляцией теплоносителя обязательно предполагает, что будет установлен байпас для циркуляционного насоса, которому отводится выполнение таких функций:

Как правило, система с принудительным циркулированием теплоносителя предполагает в каждом помещении установку байпаса, монтаж которого производится в комплекте с фильтром и запорными клапанами, а в некоторых случаях и с автоматическим клапаном для отвода воздуха (альтернативой крана Маевского).

Так как в частных домах средней площади чаще всего устанавливаются циркулярные насосы так называемого «мокрого» типа, установка байпаса должна выполняться горизонтально , при этом его диаметр должен совпадать с размером трубы, к которой он подключается, а также и с диаметром запорного клапана.

Циркуляционные насосы для систем отопления: виды и типы

Рынок циркулярных насосов довольно обширен, но независимо от фирмы производителя, все их можно отнести к одному из следующих типов устройств с:

• сухим ротором;
• мокрым ротором.

Кроме того, отличаются они между собой и по типу питания: переменное, с напряжением 220 В, так и постоянное – 12В, которое часто обеспечивает источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса, установленный в котельной.

Отличаются насосы также и способом удаления воздуха:

• автоматическим;
• принудительным, ручным.

Аппараты с автоматическим воздухоудалением более удобны в эксплуатации, так как не требуют вмешательства человека, точнее, поиска специалиста для выполнения этого вида работ.

Для регулирования температуры в помещении, предназначены байпасы, но в тех случаях, когда требуется уменьшить или увеличить потребление электроэнергии, то для этого предназначены:

• переключатель , расположенный на корпусе;
• автоматика для циркуляционного насоса отопления, позволяющая эксплуатацию аппарата в зависимости от температуры на улице в автономном режиме.

«Сухие» насосы

Такое конструктивное устройство прибора обеспечивает ему высокий КПД (более 80-85%, в зависимости от модели), но и гарантирует наличие постоянного шума. Поэтому для частных домов такой вариант малопривлекателен, за исключением очень больших объектов, на которых есть возможность расположения котла в отдельном помещении, максимально удаленном от жилых комнат.

Охлаждение в аппаратах этого типа происходит за счет отдачи тепла ребристой поверхностью корпуса в окружающую среду, а также вентилятора, расположенного в задней части прибора.

Как правило, данный тип циркулярных насосов наиболее востребован на больших объектах, прежде всего, общественного назначения.

Насосы с «мокрым» ротором

Для загородных коттеджей или частных домов с автономным отоплением применяются циркулярные насосы с «мокрым» ротором, отличающиеся от первых тем, что у них в теплоноситель погруженными оказывается не только крыльчатка, но и сам двигатель. В этом случае, жидкость теплоносителя обеспечивает выполнение двух функций:

1. охлаждает двигатель;
2. играет роль своеобразной смазки.

Основным потребительским достоинством данного типа аппаратов является тихий режим работы, но при этом существенным недостатком выступает значительно более низкий КПД, редко превышающий 60% .

Когда стоит вопрос о том, какой насос выбрать для отопления частного дома, то стоит обратить внимание и на такое преимущество «мокрых» помп, как большой моторесурс , а также отсутствие необходимости в постоянном обслуживании. Поэтому для объектов с небольшим объемом теплоносителя этот тип циркулярных насосов является самым оптимальным выбором.

Несмотря на то что крыльчатка и сам ротор постоянно соприкасаются с жидкостью теплоносителя, опасности в развитии коррозии на их элементах невысокая. Происходит это потому, что производятся они из специальных материалов, не подверженных разрушению в результате действия агрессивных сред.

Конструкция циркулярного насоса и его принцип действия

Основное и единственное назначение циркулярного насоса для системы отопления – обеспечивать принудительным способом движение теплоносителя по трубам и радиаторам, в том числе и преодоление возникающего сопротивления в замкнутом контуре.

Конструктивно состоит из следующих основных элементов и узлов:

• корпуса , изготавливаемого из нержавеющих видов металла: стали, латуни, чугуна и других, а также различных сплавов;
• электродвигателя , приводящего в движение ротор;
• стального или керамического ротора;
• вала с крыльчаткой.

Независимо от марки этот прибор должен быть надежным и в этом лидером являются западноевропейские марки.

Хотя рынок наводнен и изделиями из Поднебесной, значительно уступающим первым по качеству, при этом разница в цене не является столь критичной.

Как влияет принцип работы системы отопления на выбор насоса

Недостаточно знать, что эксплуатация циркулярного насоса способна существенно сократить расходы на отоплении дома, надо обязательно учитывать все необходимые критерии при его выборе. И прежде всего, следует определиться с типом самой системы отопления, ее характерными особенностями.

Итак, до того как остановиться на конкретной марке насоса, нужно определиться с:

Обязательно нужно учитывать и вид топлива, на котором работает котел, а также его конструктивные особенности, в том числе и уровень температуры теплоносителя на выходе и входе.

Как правильно выбрать водяной насос для отопления

Таким образом, выбирая циркулярный насос, следует обращать внимание на такие его технические характеристики:

• мощность;
• предельный температурный уровень;
• внутреннее давление, отвечающее за напор. Для одноэтажных домов данный критерий не столь важен, но при отоплении многоэтажных объектов, на этот параметр нужно обращать пристальное внимание. Находиться в прямой зависимости с диаметром труб в системе и о данном показателе сообщает специальная маркировка 30, 40, 80 и так далее, обозначающая высоту подъема теплоносителя в дециметрах, соответственно на 3, 4 или 8 м;
• производительность аппарата , представляющую собой объем теплоносителя, перекачиваемого за единицу времени и зависящего от мощности котла, расхода насоса и температуры воды в подающей трубе и в обратной;
• объем расхода электроэнергии , а также возможности регулирования этого параметра с помощью переключателя. На корпусе, как правило, указывается наибольшее потребление, хотя многие «бытовые» модели не имеют регулировки и обладают усредненными показателями.

Но перед тем как сделать окончательный выбор, специалисты рекомендуют ориентироваться не на пиковые показатели, так как в таком режиме аппарат работает исключительно мало времени, лучше во внимание принимать усредненные значения и тогда не будет слышно шума от движения теплоносителя в трубах.

К тому же такой подход позволит сэкономить на этапе покупки, а также и во время эксплуатации.

Расчет необходимого напора и объемной подачи, видео:

Основные требования к монтажу циркулярного насоса

До того как установить циркуляционный насос в систему отопления, следует выполнить соблюдение нескольких правил, чтобы эффективность от использования этого аппарата была максимальной. К ним относятся:

• установка расширительного бачка с учетом того, чтобы его уровень был минимум на 1 м выше, чем самая высокая точка системы отопления;
• обязательно следует снабдить каждый радиатор системой отвода воздуха: автоматической или при помощи крана Маевского;
• в каждом помещении должен иметься в наличии байпас , позволяющий осуществлять в критических случаях обход системы, например, при отключении электричества, хотя лучше установить бесперебойник, который полностью исключит или сведет к минимуму такие нештатные ситуации.

Кроме того, если решено проводить работы самостоятельно, потребуется освоить минимальные навыки проведения расчетов. Для этого можно учитывать что:

• на 1 кВт мощности насос способен перекачать приблизительно 1л теплоносителя;
• в среднем на каждые 10 м контура требуется мощности напора равного 0,6 м, следовательно, если вся длина равна 100 м, то необходимо приобретать аппарат с маркировкой 60;
• также нужно знать, что средняя скорость движения жидкости составляет около 1,5-2 м/с.

Установка циркуляционного насоса, видео:

Установка насоса в систему отопления частного дома

Лучше всего устанавливать циркулярный насос одновременно с монтажом всей системы отопления. Но так как необходимость в эксплуатации этого прибора существует и в уже действующих системах, то следует остановиться именно на этом варианте.

1. Сначала нужно подготовить «поле действия», для чего потребуется освободить систему от теплоносителя . Также заранее следует подготовить все необходимые инструменты и расходные материалы.
2. Далее надо изготовить резьбовые соединения на трубах с учетом диаметра отверстий насоса.
3. Перед тем как установить прибор, сначала монтируют перед ним фильтр для очистки. Отсутствие этого элемента непосредственно на работу не влияет, но вероятность того что уже в скором времени потребуется ремонт циркуляционного насоса, достаточно велика, так как грязь и частицы песка выведут из строя прибор.
4. Для того чтобы правильно установить насос, обязательно нужно обращать внимание на стрелку, нанесенную на корпус прибора: она должна совпадать с направлением движения теплоносителя.
5. Обязательной является и установка на входном и выходном патрубке кранов , так называемой, запорной арматуры и обратного клапана, а также байпаса, наличие которых значительно облегчает выполнение ремонтных и обслуживающих работ.
6. Как правило, насос монтируется в горизонтальном положении. Для «мокрых» двигателей – обязательно, а для «сухих» – предпочтительно.
7. После выполнения всех работ по установке, нужно проверить надежность соединений и выполнить пробный запуск системы , для чего ее следует заполнить теплоносителем.
8. Заполнение системы рекомендуется проводить при помощи нижней трубы – это способствует тому, что весь воздух, находящийся в трубах, поднимется вверх в расширительный бачок, через который и будет удален из системы.

Циркулярный насос можно устанавливать как на обратную трубу, так и на подающую. В первом случае он будет работать в более щадящем режиме, так как на него не будут воздействовать высокие температуры теплоносителя.

Но установка на подающей трубе – наиболее эффективна, потому как большинство современных приборов способны выдерживать температуру жидкости более 105-110 °C. В основном, насосы с «мокрым» двигателем устанавливаются на подаче, а с «сухим» – на обратке.